Selbsthemmung und Selbstbremsung von Schraubgetrieben in Kfz-Hebebühnen

Status:

abgeschlossen 10/1994

Zielsetzung:

Schraubgetriebe werden als einfaches Antriebselement u.a. in Kfz-Hebebühnen vielfach verwendet. Zur Vermeidung von Arbeitsunfällen müssen nach EN 1493 "Fahrzeug-Hebebühnen" die Antriebe so beschaffen sein, dass sich die aufgenommene Last nicht selbsttätig aus der Ruhe in Bewegung setzt. Nach dem Abschalten des Antriebes muss die Last möglichst rasch zum Stillstand kommen. Diese Schutzziele lassen sich unter Verzicht auf zusätzliche Halteeinrichtungen und Bremsen prinzipiell durch selbsthemmend und selbstbremsend ausgelegte Getriebe erreichen. In der EN 1493 fehlen jedoch Hinweise, wie hoch die Selbsthemmung und die Selbstbremsung sein müssen, um eine ausreichende Sicherheit zu gewährleisten. Das Ziel der durch den Fachausschuss Fördermittel und Lastaufnahmemittel initiierten Untersuchungen bestand darin, für verschiedene Spindel-Mutter-Kombinationen und Schmierverhältnisse quantitative Angaben zum Hemm- und Bremsverhalten zu gewinnen.

Aktivitäten/Methoden:

Die Hemm- und Bremssicherheit von Schraubgetrieben mit Trapezgewinde wurde nach den in der VDI-Richtlinie 2158 "Selbsthemmende und selbstbremsende Getriebe" beschriebenen Verfahren quantitativ ermittelt. Hiernach erfolgt der Selbsthemmungsnachweis für das ruhende Getriebe anhand statischer, der Selbsbremsungsnachweis für das laufende Getriebe anhand energetischer Gleichgewichtsbetrachtungen. Kenngrößen sind der Hemmfaktor r und der Bremsfaktor b. Die Güte der Selbsthemmung und Selbstbremsung ergibt sich aus den Zahlenwerten von r und b. Je mehr diese oberhalb von 1 liegen, desto sicherer befindet sich das Getriebe im Gebiet der Selbsthemmung bzw. Selbstbremsung. Bei Werten kleiner als 1 besteht dagegen keine Selbsthemmung bzw. Selbstbremsung. Die Untersuchungen wurden an Schraubgetrieben mit Bronzetragmutter wie auch mit Polyamidtragmutter durchgeführt. Variiert wurden der Gewindesteigungswinkel und die Schmierverhältnisse.

Ergebnisse:

Die Hemm- und Bremssicherheit von Spindelantrieben können mittels der in der VDI-Richtlinie 2158 beschriebenen Verfahren quantitativ bewertet werden. Eine zuverlässige Bewertung der Hemm- und Bremssicherheit ist jedoch nur in Langzeitversuchen möglich. Im Rahmen regelmäßiger Prüfungen durch einen Sachkundigen kann die Bremssicherheit auf relativ einfache Weise auch aus dem Nachlaufweg ermittelt werden. Die Forderung der EN 1493 nach selbstbremsenden Antrieben wird konkretisiert, indem konstruktive, schmierungstechnische und werkstoffbezogene Maßnahmen aufgezeigt werden, um das Bremsverhalten gezielt zu beeinflussen. Eine ausreichende Selbsthemmung und Selbstbremsung liegt im Allgemeinen dann vor, wenn der Gewindesteigungswinkel rd. 2,4° nicht überschreitet. Hinsichtlich des Verschleißverhaltens waren die untersuchten Tragmuttern aus Polyamid denjenigen aus Bronze überlegen, insbesondere bei Mangelschmierung. Die als Sicherheitseinrichtung gegen Tragmutterbruch dienenden, unbelastet mitlaufenden Folgemuttern zeigten keinen nennenswerten Verschleiß.

Weitere Informationen:

Stand: